Hannover 2003 – wissenschaftliches Programm
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Q: Quantenoptik
Q 26: Poster: Festkörperlaser
Q 26.1: Poster
Dienstag, 25. März 2003, 16:30–18:30, Lichthof
Numerische Modellierung von diodengepumpten Hochleistungsfestkörperlasern — •Ralf Wilhelm, Martina Brendel, Maik Frede, René Gau, Ivo Zawischa und Carsten Fallnich — Laser Zentrum Hannover e.V., Hollerithallee 8, D-30419 Hannover
Die Gravitationswellendetektoren der nächsten Generation benötigen als Strahlungsquellen einfrequente Grundmodelaser mit Ausgangsleistungen um 200 W. Die ressourcenschonende, zielgerichtete Realisation derartiger Lasersysteme wird durch den Einsatz eines umfassenden numerischen Modells erheblich erleichtert. Ausgehend von der durch Messung oder durch Ray–Tracing–Analyse gegebenen Pumplichtverteilung werden mit Hilfe eines Finite–Elemente–Programms die Temperatur– und Spannungsverteilungen im Kristall berechnet. Über den temperaturabhängigen Brechungsindex sowie den piezooptischen Effekt werden die ortabhängigen optischen Eigenschaften des Verstärkungsmediums ermittelt. Die Propagation des elektromagnetischen Feldes in Gegenwart des Verstärkungsmediums wird durch gekoppelte Integralgleichungen beschrieben, die iterativ unter der Verwendung eines Split–Step–Fourier–Verfahrens gelöst werden. Ergebnisse dieser Berechnungen sind Aussagen über die Beugungsmaßzahl M2 und die Ausgangsleistung des Lasers. Ohne die Verwendung von Anpassungsparametern wird die Ausgangsleistung verschiedener experimentell realisierter Laserkonfigurationen auf etwa 10 % genau vorhergesagt. Entsprechend sollte die realisierte Modellierung eine zielgerichtete Skalierung des experimentell realisierten 100 W Prototypen auf das angestrebte Leistungsniveau ermöglichen.